机械原理课程设计报告
青岛理工大学琴岛学院
课程设计报告
课题名称：机械原理课程设计学院：机电工程系专业班级：机械084学号：201*0201*32学生：刘源指导老师：李明涛
青岛理工大学琴岛学院教务处
201*年12月23日学生课题名称设计地点刘源指导老师机械原理课程设计实训时间五号教学楼机械原理课程设计是高等工业学校机械类专业学生第一次较全面的机械运动学和动力学分析与设计的训练，是本课程的一个重要教学环节。其意义和目的在于：*以机械系统运动方案设计为结合点，把机械原理课程设计的各章理论和方法融会贯通起来，进一步巩固和加深学生所学的理论知识；*培养学生独立解决有关本课程实际问题的能力，使学生对于机械运动学和动力学的分析和设计有一个较完整的概念，具备计算、制图和使用技术资料的能力。设计目的李明涛设计内容（包括设计过程、主要收获、存在问题、解决措施、建议）设计过程：将一个班级分为三组，每组13个人左右，一组选择一个备选方案进行如下分析工作：（1）绘制机构运动简图；（2）速度分析、加速度分析；（3）机构受力分析，并求平衡力矩；（4）绘制运动线图s-t，v-t，a-t，Mb-t。主要收获：黎明需要黑夜，成功需要努力，时至此，本学期的机械原理课程设计已接近尾声，这次课程设计的背后是我们巨大的努力。这其中有我们每一个人的认真作业，也有同学之间的互帮互助，在大家密切的合作下，此次机械原理课程设计成功完成。这次课程设计是我们在大学里第一次利用已学过的知识和计算机工具第一次比较全面的、具有实际内容和意义的设计过程，也是机械原理课程的一个重要的实践环节，在这次课程设计中我们受益匪浅，在多方面锻炼了自己。设计中我们提高了自己的设计能力，更深刻地理解和掌握了机械原理课程的教学内容。此次课程设计还锻炼了我们理论联系实际的设计思想及综合运用机械原理课程的理论知识，并结合生产实际来分析和解决工程问题的能力，进而巩固、加深和拓展有关机械设计方面的理论和实践知识。通过制定设计方案、合理地选择机构的类型、正确地对机构的运动和受力进行分析和计算，让我们对机构设计有一个较完整的概念，培养了我们独立解决有关机械原理课程实际问题的能力，达到了了解和掌握机构设计的过程和方法的目的。另外，在这次设计实践中，我们也运用了一些电脑软件（如CAD，UG）和相关查询资料（机械原理参考书），这也锻炼了我们运用工具解决问题的能力，问题总要解决，而解决问题则有多种方法，运用工具解决问题的方法在实际生活中不可或缺，它可以使我们更为准确、更高效率地解决问题。同时，在课程实践的绘制和计算过程中，我们有时也会犯一些错误，算错一些数据，造成结果不正确，这使得我们不得不细心认真地进行检查工作，认真检查、校验，这就大大地锻炼了我们检查错误、解决问题、寻求答案的能力，锻炼了我们的耐心及认真程度，这在今后的工作和学习生活中有重大的作用。有付出才能有收获，这次课程实践中，每一个参与的人都付出了非常多的汗水，在设计教室的这些天里，我们每天都在大功率地工作着，有了问题大家一起讨论，有不懂的地方大家一起讲解，课程设计结束后，每个人都有了巨大的收获，得到了非常大的锻炼，没有人只顾着自己，最后的成功也离不开大家的密切配合和互相帮助。总之在这次实践中我们学到的东西不仅是知识性的，更是实践性的、能力性的等，这些都是人生中宝贵的财富，将使我们受益匪浅。存在问题及解决措施：在这次实践中，我们的确遇到了不少问题，但是在大家的共同努力下最终将问题解决。在整个设计过程中难免会犯一些错误，计算失误或者誊写错误等一些低级错误是比较常见的，先完成任务的同学在进行完自我检查之后又主动帮助了能力较差的同学。大家在课程实践的最后进行了汇总，一起总结，对数据可疑点一起进行了检查，发现了若干错误，并且一起讨论、计算最终得到了正确答案。没有一个人在做完自己的任务之后离开设计教室或者认为自此之后与己无关，也没有一个人是闷头只顾自己的，这使我们感到了团队的温暖、集体的力量。设计过程中，计算机软件应用对很多同学来说是个弱项，很多操作并没有得心应手，比如如何将CAD里画出的图移至WORD文档，如何运用UG/CAD进行绘图，如何做WORD文档中的一些修改等，这里不懂的同学积极求教，并很快掌握了这些技能。整个课程实践步骤很多，内容很多，这也难免会在很多地方产生分歧，面对这些分歧，大家并没有失去耐心或发生口角，而是非常认真地进行了讨论，比如在忽略滑块3的质量和摩擦的情况下，曲柄2对摆杆4的力应当是垂直摆杆的，很多人并没有意识到这点，而后大家进行了讨论，得到了正确答案，没有人固执己见。总之本次实践中确实遇到很多问题，并且在遇到问题和解决问题的过程中大家受益匪浅，这大大锻炼了我们解决问题和为人处事的能力，在今后的学习和工作过程中有着巨大的帮助。指导老师评语系部教研室意见
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成绩
机械原理课程设计报
告设计题目曲柄压力机曲柄滑块运动系统学院工学院专业年级车辆081姓名学号吕程0807070305
刘博0807070329指导教师张云文
（201*年7月）中国农业大学教务处制
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本科生课程设计任务书
201*201*学年春季学期
工学院车辆工程专业
课程设计名称：机械原理课程设计
设计题目：曲柄压力机滑块运动
完成期限：自201*年7月5日至201*年7月14日共1.5周
设计依据、要求及主要内容（可另加附页）：
一、设计参数
公称力800N；公称力行程9mm;滑块行程130mm;行程次数45；最大装模高度350mm;装模高度调节量100mm滑块中心至机身距离300mm
工作台板尺寸（前后×左右）580×860工作台板落料孔直径Φ180mm工作台板厚度100mm
机身工作台孔尺寸Φ280mm×220mm×380mm滑块尺寸（前后×左右）280mm×380mm立轴间距离410mm
电动机型号Y260-M6功率7.5kw
二、设计任务
1、绘制整机工作的运动循环图2、设计减速系统3、设计执行机构
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目录
一、机器简介---------------------------（4）
1、设计题目--------------------------（4）3、设计任务和要求----------------------（5）二、绘制滑块机构的运动循环图---------------（5）
三、设计减速系统--------------------------（6）
四、滑块运动的设计-------------------------（9）
五、设计总结-------------------------------（14）
六、参考文献-------------------------------（14）
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一、机器简介
压力机是对材料进行压力加工的机床，通过对坯件施加强大的压力使其发生变形和断裂来加工成零件。包括液压传动和机械传动的压力机
1、设计题目
曲柄压力机
曲柄压力机的基本构成入下图所示
工作原理
电动机工作，通过减速系统中的第一级和第二级齿轮将其转速降低到合适数值，然后将转速输出到曲柄，压力机的核心机构为曲柄滑块机构，曲柄通过转动副旋转，通过连杆进而带动滑块做上下往复运动。
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2、设计任务和要求
（1）设计减速系统
①设计减速传动系统。电机转速n电=720r/min，要减到工作频率（生
产率），试确定传动方案及各级减速传动比的大小，绘制传动简图。说明继起的过载保护装置。
②设计齿轮传动。若减速系统采用了齿轮传动，按等强度或等寿命条
件设计齿轮传动，绘制齿轮传动啮合图。编写程序计算基本几何尺寸。
（2）设计滑块运动系统
①设计运动方案，绘制机构示意图。②设计机构尺寸，绘制机构运动简图。③机构运动分析，打印结果数表，绘制输出滑块的位移、速度、加速度图。
二、滑块运动过程循环图
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二、设计减速系统
方案一
二级圆柱齿轮传动
方案二
二级圆锥圆柱齿轮传动
方案三
二级蜗轮蜗杆传动
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方案选择
蜗轮蜗杆传动整体布局最小，传动平稳，而且可以实现较大的传动比，但是蜗杆传动效率低，功率损失大，很不经济。
圆锥圆柱齿轮传动布局较小，但是圆锥齿轮加工较困难，特别是大直径，大模数的圆锥齿轮，所以一般不采用。
圆柱齿轮布局一般，传动效率好，加工比较方便，且适合长期的工作环境。所以最终方案定位选择圆柱齿轮传动，即方案一。
齿轮参数设计：
（一下参数的单位均为mm）
设定此减速系统的减速比为16，所以可以设定第一级齿轮的传动比和第二级齿轮的传动比均为4，因此，可设定第一级齿轮的齿数分别为18和72，第二级齿轮的齿数分别为27和108对一级齿轮
计算程序：#include"math.h"#defineP3.1415926main()
{intz1=18,z2=72,m=5,h=1,x1=0.7,x2=-0.7;float
c=0.25,r1,r2,a,rb1,rb2,ra1,ra2,rf1,rf2,a0,a1,a2,ea,s1,s2,inva1,inva2,inva0,sa1,sa2;r1=m*z1/2;r2=m*z2/2;a=r1+r2;a0=P/9;
rb1=r1*cos(a0);rb2=r2*cos(a0);
ra1=r1+(h+x1)*m;ra2=r2+(h+x2)*m;rf1=r1-(h+c-x1)*m;rf2=r2-(h+c-x2)*m;a1=acos(rb1/ra1);a2=acos(rb2/ra2);
ea=(z1*(tan(a1)-tan(a0))+z2*(tan(a2)-tan(a0)))/(2*P);
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s1=P*m/2+2*x1*m*tan(a0);s2=P*m/2+2*x2*m*tan(a0);inva0=tan(a0)-a0;inva1=tan(a1)-a1;inva2=tan(a2)-a2;
sa1=s1*ra1/r1-2*ra1*(inva1-inva0);sa2=s2*ra2/r2-2*ra2*(inva2-inva0);printf("
r1=%f,r2=%f,a=%f,rb1=%f,rb2=%f,ra1=%f,ra2=%f,rf1=%f,rf2=%f,ea=%f,sa1=%f,sa2=%f\\n",r1,r2,a,rb1,rb2,ra1,ra2,rf1,rf2,ea,sa1,sa2);}
参数表：r145r2180a225rb142.29rb2169.14ra150ra2185rf138.75rf2173.75ea1.67sa13.41sa23.97对二级齿轮
只需将程序中的z1和z2分别改为27和108即可。参数表r167r2270a337rb162.96rb2253.72ra172ra2275rf160.75rf2263.75ea1.75sa13.63sa24.05
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四、滑块运动设计
滑块机构
开式压力机均采用曲柄连杆机构驱动滑块作上下垂直运动。滑块行程与曲轴转角有关。
推导过程
假设滑块上的转动副到曲柄与机架相连处的转动副的距离为x
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由于以上各式的计算相对比较麻烦，可进行适当的简化。
一般而言，r/l是远小于1的数。所以，简化后的x，v，a分别为
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将R=1.38m，l=6.9m，角速度ω=90πrad/min，带入以上各式，并用EXCEL求得一下数据。
α(度）smvm/sam/s*s
000-33.7096326850.0042030510.679707299-33.54646193100.0168040911.351669871-33.05925177150.0377781112.008280074-32.2548588200.0670812482.642201*14-31.14454623250.1046475953.246493473-29.74374197300.1503849383.814732978-28.07170917350.2041695624.341114156-26.1511383400.2658403844.820539913-24.0076716450.3351926315.248693369-21.66937297500.4119713615.622091021-19.16615734550.4958651125.938116084-16.52919473600.5864999816.195031576-13.79030485650.6834344326.391973233-10.98135785700.786155116.528922936-8.133696793750.8940739376.606663858-5.277596289801.0065266936.626719039-2.441770748851.1227733066.5912755430.347056189901.2419999636.5030967173.064511241951.363323156.3654253995.6888526541001.4857956526.1818810958.201*678851051.6084144865.9563542910.585485321101.7301306865.69290107312.828800171151.849860815.39564117814.92101721201.9664999535.06866237616.854815581252.0789360454.715933918.625443211302.1860651314.34123124420.230450091352.2868073133.94807427921.669371981402.3801230133.53968016722.94337686
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1452.4650291711502.5406150211552.6060570591602.6606328571652.7037333721702.7348734751752.753700411
1802.76
1852.7537004261902.7348735061952.703733418201*.6606329172052.6060571332102.5406151082152.465029272202.3801231232252.2868074332302.1860652592352.078936182401.9665000942451.8498609552501.7301308342551.6084146362601.4857958032651.36332332701.24201*1112751.1227734512801.0065268332850.8940740722900.786155242950.6834345543000.5865000963050.4958652193100.4119714593150.3351927213200.2658404643250.2041696333300.1503849993350.1046476473400.0670812893450.0377781423500.0168041123550.004203062
36003.1189320342.688363872.2501615411.8061793061.3579706930.9068321440.4538574032.788E-07-0.453856846-0.906831589-1.35797014-1.806178758-2.250160999-2.688363337-3.118931511-3.539679657-3.948073786-4.341230772-4.715933453-5.068661958-5.395640794-5.692900727-5.956353989-6.181880843-6.365425201-6.503096577-6.591275466-6.626719029-6.606663917-6.528923068-6.391973438-6.195031855-5.938116436-5.622091444-5.248693862-4.820540471-4.341114775-3.814733651-3.246494195-2.642201*76-2.008280868-1.351670689-0.67970813
024.0548878425.0071964825.8040806926.4494409626.9469679227.2998528427.5105513627.5806085627.5105515327.2998531926.9469684426.4494416625.8040815725.0071975524.0548891122.9433783221.6693736420.2304519618.6254452816.8548178614.9210196712.8288028310.585488178.201*708955.6888558123.0645145250.347059575-2.441767288-5.277592788-8.133693284-10.98135437-13.79030143-16.52919142-19.16615417-21.66936999-24.00766884-26.1511358-28.07170696-29.74374008-31.14454469-32.25485762-33.05925098-33.54646153-33.70963268
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五、设计总结
这次课程设计我们是以小组为单位进行的，所以每个人都培养了团队合作意识，认识到团队的重要性。为了小组的荣誉，对自己负责的内容就更加认真负责，大大增强了责任感。
在课程设计的过程中，我们是把所学知识真正的运用起来，并要综合运用各种工具进行辅助设计，例如AutoCAD，office，vc等，这些都是很好的软件，可以帮助我们提高工作效率，降低工作量，从而使课程设计更加完美。尽管前些天天气很热，但是大家都坚持过来了，并完成了任务，看着自己的作品也很有成就感，从这次课程设计中确实学到了很多东西，辛苦没有白费。
六、参考文献
1.魏文军，高英武，张云文.机械原理.第一版.中国农业大学出版社2.申永胜.机械原理教程.第一版.清华大学出版社
3.邹慧君.机械原理课程设计手册.第一版.高等教育出版社
4.张云文，李海涛，姚海蓉.机械原理辅助教材.第一版.中国农业大学出版社
5.周元康.机械设计课程设计.第一版.重庆大学出版社
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